万向传动装置故障诊断与维修.docx

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万向传动装置故障诊断与维修

3．1．4万向传动装置故障诊断与维修

如图3.23，万向传动装置一般由传动轴和万向节组成。

一、万向传动装置故障诊断

万向传动装置的常见故障部位主要有：

传动轴平衡块、传动轴套管、花键、中间支承等。

万向传动装置的常见故障是万向传动装置异响。

根据其响声的部位可分为万向节响，传

图3.23传动轴的组成

1—螺栓；2—卡环；3—轴承；4—油封；5—十字轴；6—滑动叉；7—平衡片；8—套管；9—万向节叉

动轴响和中间支承响。

1．故障现象

万向传动装置在汽车行驶过程中发出不同的响声。

2．故障主要原因及处理方法

万向传动装置发出异响的根本原因是万向传动装置的连接处磨损松旷，装配不当，或传动轴弯曲等原因造成动平衡破坏，当传递较大的转矩和受到剧烈的冲击时产生异响。

具体原因主要是：

（1）万向节套筒与万向节叉孔磨损松旷，应予更换。

（2）万向节叉凸缘盘连接螺栓松动，应予紧固或更换。

（3）传动轴伸缩节花键因磨损和冲击造成松旷，应予更换。

（4）传动轴弯曲，应予校正。

（5）传动轴上的平衡片失落或套管凹陷，应重新做动平衡。

（6）传动轴套管与万向节叉或伸缩节花键轴焊接时位置歪斜或焊接后传动轴未进行动平衡，应予更换或做动平衡。

（7）伸缩节未按标记安装，应按记号装配。

（8）中间支承固定螺栓松动，应予紧固或更换。

（9）中间支承固定位置不正确，应按正确位置固定。

（10）中间支承滚动轴承润滑不良，滚道表面有麻点、凹痕、退火变色等损伤，应予润滑或更换。

（11）中间支承橡胶圆环垫破损，应予更换等。

3．故障诊断方法

在汽车起步或突然改变车速时，传动装置发出“抗”的—声；当汽车缓慢行驶时，传动装置发出“呱啦、呱啦”的响声。

说明是万向节响。

汽车行驶中发出周期性的响声，速度越快时响声越大，严重时车身发生抖振，甚至握转向盘的手有麻木感。

说明是传动轴弯曲引起的响声。

汽车行驶中产生—种连续的“呜呜”的响声，车速越快响声越大。

说明是中间支承响。

按照故障响声的部位，结合如图3.24所示万向传动装置异响常见故障原因的诊断流程查找故障。

图3.24万向传动装置异响常见故障原因的诊断流程

万向传动装置还可能发生振动，引起的主要原因有：

（1）车轮或轮胎动不平衡。

（2）传动轴平衡片脱落。

（3）汽车超载。

（4）传动轴或万向节的运转角改变。

（5）发动机、变速器或传动轴橡胶支承件失效等。

二、万向传动装置的维修

1．万向传动装置的维护

万向传动装置的维护工作主要是：

检查防尘罩、万向节、中间支撑支架和轴承，润滑传动轴、万向节、十字轴和中间支撑轴承，校紧各连接螺栓等。

2．桑塔纳乘用车等角速万向传动装置的修理

（1）传动轴的拆卸

①拆下传动轴与轮毂连接螺母。

②卸下可移动球形接头与下摇臂的连接螺母，放下下摇臂。

③拆下传动轴螺栓，分开凸缘盘与传动轴。

④将传动轴拉出。

（2）传动轴的检修

主要内容是检查内外等角速万向节中各部件的磨损情况和装配游动间隙。

磨损超准后，一般外球笼式等角速万向节可酌情单件更换，内伸缩型球笼式等角速万向节应整体更换。

图3.25安装球形接头

检查防尘套有无破损或裂纹；若有，应更换。

（3）传动轴的装配

①将传动轴与轮毂花键上的油污擦净，涂上清洁的润滑脂。

②按拆下的相反顺序安装传动轴。

③按图3.25所示重新安装球形接头，并拧紧紧固螺母。

3．东风EQ1092汽车万向传动装置的修理

（1）万向传动装置的拆卸

①用三角木垫好车轮，将变速器置于空挡，放松驻车制动手柄。

②在传动轴各连接件之间做好装配记号，拆下滑动叉防尘罩卡箍。

③拆下后传动轴与主减速器凸缘的连接螺栓，取下后传动轴。

④拆下中间支撑与横梁的固定螺栓及中间传动轴与驻车制动器制动毂的连接螺栓，取下中间传动轴。

（2）万向传动装置的检修

①十字轴轴颈应无金属剥落，滚针压痕深度不大于0.10mm，轴承径向间隙不大于0.25mm，轴承壳上不得有裂纹，否则应更换新件。

②用百分表检查传动轴花键与花键套的配合间隙，若超过0.30mm应更换新件。

③检查传动轴弯曲量，小于5mm时用冷压校正，大于5mm时用加热校正或更换新件。

④中间支撑的轴承间隙应小于0.50mm，否则应更换新件。

（3）传动轴的装配

按拆卸的相反次序进行，注意对准原来的装配记号。

按规定拧紧力矩紧固固定螺母，并对中间支撑轴承、十字轴等处进行润滑。

检修调整好的万向传动装置，应做到：

装配尺寸正确，防尘罩无裂纹（损坏），卡箍可靠，中间支撑无松动，轴承间隙正常，万向节无松旷（卡滞、异响）。

3．1．4驱动桥故障诊断与维修

后轮驱动汽车的后桥是驱动桥，主要包括主减速器、差速器、半轴、驱动桥壳等。

如图3.26所示。

图3.26后驱动桥主要构造

1—后桥壳；2—差速器壳；3—差速器；4—半轴；5—主减速器

一、驱动桥故障诊断

驱动桥的常见故障部位主要有：

行星齿轮与十字轴、轴承、花键、调整垫片、齿轮等。

驱动桥的常见故障主要包括：

驱动桥异响，驱动桥过热和驱动桥漏油。

1．驱动桥异响

（1）故障现象

驱动桥在汽车不同的行驶工况下发出非正常响声。

（2）故障主要原因及处理方法

造成驱动桥异响的根本原因是驱动桥的传动部件磨损松旷，调整不当或润滑不良，当承受较大的动载荷时，发出不正常的响声。

具体原因主要有：

①主减速器主、从动齿轮，行星齿轮和半轴齿轮等啮合间隙过大或过小，应予调整。

②半轴齿轮与半轴的花键配合、差速器壳与十字轴配合、行星齿轮孔与十字轴配合松旷，应予调整。

③主、从动齿轮印痕不符合要求，应予调整。

④主、从动齿轮，行星齿轮和半轴齿轮的齿面磨损严重，轮齿折断、变形或未成对更换，应予更换。

⑤润滑油量不足，牌号不符，变质或有杂物，应更换正确的润滑油，并调整到规定高度。

⑥圆锥滚子轴承预紧度调整不当，应予调整。

⑦驱动桥壳体、主动齿轮紧固螺母或从动齿轮连接螺钉松动，应予紧固或更换等。

（3）故障诊断方法

随着汽车行驶工况的不同，驱动桥的异响也不同：

汽车行驶时驱动桥发出较大响声，而当滑行或低速行驶时响声减弱，甚至消失；汽车行驶、滑行时驱动桥均发出较大的响声；汽车转弯行驶时驱动桥发出较大的声音，而直线行驶时响声明显减弱或消失；汽车起步或突然改变车速时驱动桥发出“铿”的—声。

根据异响的规律，结合如图3.27所示驱动桥异响常见故障原因的诊断流程找出故障。

图3.27驱动桥异响常见故障原因的诊断流程

2．驱动桥过热

（1）故障现象

汽车行驶一定里程后，用手触摸驱动桥壳中部，有无法忍受的烫手感觉。

（2）故障主要原因及处理方法

引起驱动桥过热的根本原因是驱动桥工作时摩擦阻力过大。

具体原因主要有：

①圆锥滚子轴承预紧度调整过大，应予调整。

②润滑油量不足、变质或牌号不符合要求，应更换正确的润滑油，并调整到规定高度。

③主减速器、差速器各齿轮的啮合间隙太小，应予调整。

④止推垫片与主减速器背面间隙太小，应予调整或更换等。

（3）故障诊断方法

按照过热部位的不同，结合图3.28所示驱动桥过热常见故障原因的诊断流程找出故障。

图3.28驱动桥过热常见故障原因的诊断流程

3．驱动桥漏油

（1）故障现象

在驱动桥加油口螺塞、放油口螺塞、油封处或各结合面衬垫处，出现明显的漏油痕迹。

（2）故障主要原因及处理方法

造成驱动桥漏油的原因主要是：

①油封安装位置不正确、装反或油封本身磨损、硬化、破裂，应予调整或更换。

②结合面加工粗糙或变形，应予磨平。

③结合面密封垫片太薄、硬化或损坏，应予更换。

④结合面紧固螺钉松动，应予紧固或更换。

⑤通气孔堵塞或加油口、放油口螺塞松动，应予清洁、紧固或更换。

⑥桥壳有铸造缺陷或裂纹，应予焊补等。

（3）故障诊断方法

参见本章中变速器漏油故障的诊断方法。

二、驱动桥的维修

（一）驱动桥的维护

驱动桥的维护工作主要是检查润滑油量，检查外壳有无变形或裂纹，检查齿轮间隙是否正常等。

（二）桑塔纳前驱动桥主减速器、差速器的修理

1．拆卸与分解

（1）拆下半轴及差速器轴承盖固定螺栓，从变速器壳体上取下半轴、主减速器轴承盖及差速器总成。

（2）拆下行星齿轮轴锁销，取出行星齿轮轴，转动半轴齿轮，将行星齿轮从差速器壳体中取出，然后拆下半轴齿轮及复合止推垫圈。

（3）用拉器从差速器壳体上拉出车速表驱动齿轮、差速器轴承及变速器壳体和差速器轴承上的轴承外圈。

（4）拆下差速器壳体与从动圆锥齿轮的连接螺栓，并将其从差速器壳体上压出。

2．检修

（1）检查车速表驱动齿轮有无损坏，与轴颈的配合有无松动，否则更换车速表驱动齿轮。

差速器轴承出现烧蚀，金属剥落，轴承外圈与壳体配合松动时，应更换轴承。

（2）检查主、从动圆锥齿轮工作面有无明显的金属剥落，从动齿轮端面摆差应不超过0.05mm，否则应成对更换齿轮。

（3）行星齿轮磨损量不大于0.20mm，齿轮背面不得有明显的磨损沟槽，否则应更换新件。

（4）行星齿轮轴与行星齿轮内孔配合不大于0.40mm，与差速器壳体支承孔配合松动时应更换行星齿轮轴。

（5）行星齿轮与半轴齿轮配合间隙为0.05～0.20mm，否则应更换复合止推垫圈。

3．差速器总成的装配

（1）将差速器轴承外圈及1.20mm厚的调整垫圈压入变速器壳体的支承孔中，另—轴承外圈压入差速器轴承盖的支承孔中。

（2）将半轴油封压入差速器轴承盖的支承孔中。

（3）将从动圆锥齿轮加热到100OC左右，装到差速器壳体上，并用螺栓以70N·m的力矩对称固定。

然后检查从动圆锥齿轮的端面摆动量，应符合要求。

（4）将差速器的2个支承轴承加热到100OC左右，分别压入差速器壳两端的轴颈上，然后装入车速表驱动齿轮，压入深度1.40mm（可用—厚度为1.40mm的垫圈放在锁紧套筒上并下压，压至与锁紧套筒相平时，即可保证车速表驱动齿轮的安装位置）。

（5）将复合止推垫圈涂上齿轮油装入差速器壳内。

（6）安装半轴齿轮，并用六角螺栓拧紧。

（7）将2个行星齿轮错开1800，转动半轴，使其向内摆动，直至其轴孔与复合止推垫圈及差速器壳上的行星齿轮轴孔对齐，推入行星齿轮轴，并用锁销或轴用弹性挡圈锁止。

检查半轴齿轮与行星齿轮间隙是否符合要求；否则，应更换止推垫圈。

（8）将差速器总成装入变速器壳体内，装好差速器轴承盖，并将车速表从动齿轮安装到差速器轴承盖上。

4．主减速器及差速器的调整

主减速器及差速器的调整包括差速器轴承预紧度调整以及主、从动齿轮啮合间隙和接触面积的调整。

这些调整均是通过增减调整垫圈的厚度S1、S2、S3来实现的。

调整垫圈的位置如图3.29所示。

图3.29调整垫圈的位置

S1、S2—从动圆锥齿轮调整垫圈厚度；S3—主动圆锥齿轮调整垫圈厚度

主减速器齿轮啮合正确时，啮合印痕在长度方向上应靠近大端，上下方向上靠近齿根，印痕面积不少于全齿面积的75%。

啮合印痕在被动齿轮的大端时，将被动齿轮向主动齿轮靠拢，如果因此使齿轮间隙变小，可将主动齿轮向外移动；啮合印痕在被动齿轮的小端时，将被动齿轮移离主动齿轮，如果因此使齿轮间隙变大，可将主动齿轮向内移动；啮合印痕在被动齿轮的齿顶时，将主动齿轮向被动齿轮靠拢，如果因此使齿轮间隙变小，可将被动齿轮向外移动；啮合印痕在被动齿轮的齿根时，把主动齿轮移离被动齿轮，如果因此使齿轮间隙

图3.30测量S1、S2的方法

变大，可将被动齿轮向内移动。

（1）差速器轴承预紧度的调整

调整垫圈总厚度S总=S1+S2。

其中S2为已装入的差速器轴承外圈与壳体间的垫圈厚度，为1.20mm。

①按图3.30所示的测量S1、S2的方法装好百分表，在差速器轴颈内孔装好夹紧套筒VW521/4和套筒VW521/8，将夹紧套筒中心螺栓拧紧。

②按箭头方向上下移动夹紧套筒，使差速器总成轴向移动，读出百分表摆动数值（例如摆动量为0.30mm）。

③对测试值加上一个常数（即预紧力，一般取常数为0.40mm），使之达到规定的轴承预紧度。

则垫圈总厚度S总=（0.30+0.40+1.20）mm=1.90mm。

除去已装入的垫圈S2（1.20mm），求出实际应加垫圈厚度为0.70mm。

④拆下差速器轴承盖，压出盖上的轴承外圈，放入厚度为0.70mm的垫圈；压入轴承外圈，装好差速器轴承盖。

（2）主、从动圆锥齿轮啮合间隙的调整

①将厚度为S3的调整垫圈与主动圆锥齿轮轴一起装好，将厚度为S1、S2的调整垫圈安装到位，拧紧差速器轴承盖固定螺栓。

图3.31主从动圆锥齿轮啮合间隙的测量

②安装差速器夹具VW521/4及千分尺支架VW387，测量主、从动圆锥齿轮啮合间隙。

如图3.31所示。

③安装测量工具。

使用千分表加长套管VW388，并调整至尺寸a=71mm，使千分表测头与VW388垂直。

④安装夹具VW381/11或自制一个类似的压板，用2个M8×50的螺栓旋紧，并使其与主动圆锥齿轮轴成直角。

⑤调整千分表，使其有一定的预压量。

转动表盘，使表面指针回到零位。

⑥转动从动圆锥齿轮，读出千分表的摆差即为主、从动齿轮啮合间隙，作好记录。

⑦旋松差速器夹紧套筒及主动圆锥齿轮上的压板，转动从动圆锥齿轮，每隔90°测量一次，并计算出所测的沿圆周均匀分布的4处啮合间隙的平均值（如果每次千分表支架测得的偏差超过0.05mm时，要复查装配情况或更换主、从动齿轮）。

⑧计算调整垫圈的厚度S1、S2。

S2=现装垫圈厚度（1.20mm）—啮合间隙的平均值＋标准啮合间隙

标准啮合间隙为0.15mm，设每次测量的啮合平均值为0.47mm，则S2=（1.20－0.47＋0.15）mm=0.88mm，查表3.1得出S2=0.9mm，S1=S总－S2=（1.90－0.90）=1.00mm。

⑨按求出的厚度值装入相应的垫圈，重新测量啮合间隙在0.10～0.20mm之间；不符合要求时，应重新调整。

表3.1调整垫圈的厚度mm

S1、S2

0.15，0.20，0.30，0.40，0.50，0.60，0.70，0.80，0.90，1.00，1.20

S3

0.15，0.20，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.70，0.80，0.90，1.10，1.20

（三）桑塔纳前驱动桥其他部件的修理

1．驱动桥壳的修理

驱动桥壳或差速器壳常见的损伤有：

桥壳变形、裂纹或断裂。

桥壳变形后，会影响主、从动齿轮啮合关系，并伴以异响。

检测时可利用目测、敲击、磁力探伤或染色试验检查，必要时进行校正、焊补修复或更换新件。

检查有无变形、裂纹甚至断裂。

半轴套管支承孔的同轴度不大于0.10mm，外轴径的径向跳动不大于0.10mm。

两半轴端头中心位置应对正，中心之差不大于0.75mm。

2．半轴套管的修理

半轴套管端头螺纹损伤不多于2牙。

与桥壳的过渡处出现裂纹，应更换半轴套管。

与轴承的配合松旷时，应更换半轴套管或轴承。

3．半轴的修理

半轴由于在使用中受到扭矩和冲击力的作用，可能导致弯曲、扭曲断裂或键齿损坏等故

障，这类故障将对行车带来极大危险。

所以一旦发现，应及时检修或更换。

检修时可利用千分表或目测法进行检测。

花键根部及凸缘的过渡圆角出现裂纹，应更换半轴。

花键外圆柱面径向跳动不大于0.25mm，凸缘内侧端面圆跳动度误差不大于0.15mm。

检修调整好的驱动桥，应无变形、裂纹、泄漏、异响、松动、过热等现象。

3．1．6　　传动系仪器检测诊断

传动系的常用诊断参数有：

游动角度（°）、机械传动效率（%）、功率损失（kw）、振动和异响，其他还包括总成工作温度（OC）、滑行距离（m）和噪声（dB）等。

机械传动效率和功率损失可由对驱动车轮输出功率或驱动力的检测，即通常所说的底盘测功得出（乘用车的传动效率一般不低于90%—92%）。

底盘测功在滚筒式试验台上进行，该试验台通常称为底盘测功试验台或底盘测功机。

一、传动系游动角度的检测诊断

传动系中离合器、万向传动装置、变速器等部件的传动部位存在正常的间隙；将这些间隙累加，以角度表示，即为传动系游动角度。

如果传动部位磨损过大，会产生过大的间隙，结果造成传动系抖振和异响，使传动系工作条件恶化，传动效率降低，零件异常磨损。

传动系的游动角度是评价传动系技术状况的综合性诊断参数。

传动系的游动角度是否正常可采用用手转动或晃动传动轴的方法凭经验判断，但并不准确，而且很难判断故障的部位。

因此，常使用数字式游动角度检测仪或指针式游动角度检测仪来进行检测。

1．游动角度检测仪

（1）数字式游动角度检测仪

数字式游动角度检测仪使用直流12V电源，检测范围为0°～30°，由倾角传感器和测量仪两部分组成。

倾角传感器将外壳随传动轴转动的角度转换为相应频率的电振荡，输入主计数器，处理后的结果送入寄存器，并在数码管上显示出来。

检测时，测出被测部件两个极限位置的倾角读数，两者的差即为该部件的游动角度。

（2）指针式游动角度检测仪

指针式游动角度检测仪由指针、刻度盘和测量扳手组成，如图3.32。

检测时，将指针固定在传动轴上，与传动轴同步转动。

用扳手扳转传动轴（扳手上的刻度显示施加的转矩大小），从一个极限位置转到另一个极限位置，指针在刻度盘上转过一定的角度，该角度即为所测部件的游动角度。

2．检测方法

下面以数字式游动角度检测仪为例，介绍它的检测方法（指针式游动角度检测仪的检测方法与之相似）。

首先，将倾角传感器固定在传动轴上，支起驱动桥。

（1）万向传动装置游动角度的检测

拉紧驻车制动手柄，左、右旋转传动轴至极限位置，测量仪便显示出固定在传动轴上的传感器所对应的两个极限位置的倾斜角度，两角度的差值即为万向传动装置的游动角度。

该角度不包括传动轴与驱动桥之间的万向节的游动角度。

（2）离合器和变速器各挡位游动角度的检测松开驻车制动，将变速器挂入选定挡位，放松离合器踏板，左、右旋转传动轴至极限位置，测量仪便显示出传感器的倾斜角度；求出两极限位置倾斜角度的差值，便得到该挡位下的游动角度。

该游动角度减去已测得的万向传动装置的游动角度，即为离合器与变速器在该挡位下的游动角度之和。

按同样的方法，依次挂入变速器其他挡位，可以测得离合器与变速器在各挡位下的游动角度。

（3）驱动桥游动角度的检测

将变速器置空挡，踩下制动踏板不让驱动轮旋转，左、右旋转传动轴至极限位置，即可测得驱动桥的游动角度。

该角度包括传动轴与驱动桥之间万向节的游动角度。

图3.32指针式游动角度检测仪

1—卡嘴；2—指针座；3—指针；4—刻度盘；5—手柄；6—手柄套筒；7—定位销；8—可换钳口

将上述三个游动角度相加，它们的和即为传动系的游动角度。

3．诊断方法

各部件的游动角度超过最大值，说明该部件传动配合部分因磨损或装配不当形成了较大的间隙。

整个传动系的游动角度也不能超过最大值，如对于中型货车，一般不超过65°～86°。

图3.33离合器打滑频闪测定仪

1—闪光灯；2—高压电极；3—电容；

4—电阻；5—蓄电池

二、离合器打滑的检测

离合器打滑严重时，驾驶员能通过汽车起步困难，油耗上升，发动机过热，加速不良等现象感觉到；打滑不严重时往往很难觉察，但也会造成离合器磨损加剧，油耗上升等后果。

这时候就需要用仪器来精确检测。

离合器打滑的仪器检测常使用离合器打滑频闪测定仪来进行。

该检测仪主要由闪光灯、电阻器、电容器和电源等组成，如图3.33。

电源采用车上蓄电池。

使用该仪器时，需由发动机的火花塞给仪器内高压电极输入电脉冲信号。

火花塞每跳一次火，闪光灯就闪一次，且闪光频率与发动机转速成正比。

离合器打滑的检测可在底盘测功实验台或车速表实验台上进行，也可在汽车上直接进行，但需把驱动桥抬离地面。

检测中应挂入直接挡，使汽车原地运转，必要时刻使用行车制动器或驻车制动器，瞬时增加驱动轮或传动系负荷。

将闪光灯发出的光亮点射到传动轴套管上预先设置标记的某一点。

若离合器不打滑，传动轴上该点与光亮点同步，看起来传动轴似乎不转动；若该点与光亮点不同步，而是逐渐滞后于光亮点，并看到传动轴似乎在慢慢转动，说明离合器打滑。